空冷型质子交换膜燃料电池实验研究

对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下,单体电池电压分布均匀性降低,呈现两边高、中间低的现象;电池组温度分布与单体电池电压分布具有一致性。该工作对于空冷型PEMFC性能研究以及燃料电池系统效率提升具有一定的指导和参考价值。     

全钒液流电池脉动进液实验

采用合理的供液方式对提高全钒液流电池系统层面效率至关重要。基于实验室自制的全钒液流单电池及相关设备搭建测试平台,设计并进行了恒流充放电工作模式下的脉动供液实验。测试结果表明:与连续供液方式相比,采用脉动供液能够明显减少泵的能耗(超过80%),且电池能量效率基本保持不变(仅下降5%)。该研究对于提高全钒液流电池系统层面的效率具有重要的参考价值。     

深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化

为提高深海储能装置的长时间安全工作性能,提出了一套深海用的动力磷酸铁锂电池设备的智能电池管理系统(SBMS),重点分析了SBMS中的电池组均衡管理。针对常用基于电感的BuckBoost电路的均衡速度和效率分别提出了两种改进方案。引入模糊控制技术,对实验室深海项目的磷酸铁锂电池组进行了恒流充放电实验,比较不同改进方案的均衡实验效果。将电池均衡的改进方案应用于某微型电动车电池组的实际工况中,验证了改进方案可提高电池组的可用容量。     

一种无排水质子交换膜燃料电池系统的设计

基于自制质子交换膜燃料电池(PEMFC)及相关设备,结合脉动进氢原理,设计搭建无排水PEMFC系统并提出相应的控制策略,加强脉动进氢的效果,使流道内部界面的生成水更均匀,水平衡更好,PEMF℃系统无需进行定期排水。经实验验证,实现了PEMFC无排水,避免了由此带来的不足和缺陷,同时能够保持PEMFC的输出性能稳定近8 h无衰减。     

无外增湿质子交换膜燃料电池线性温度扫描实验

为分析温度对电池性能影响的主要原因,搭建采用半导体制冷片作为新型控温设备的模糊控制温度控制实验测试平台,对实验室自制的无外增湿阴极开放式质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)进行了线性温度扫描实验。通过跟踪电池随温度变化的输出特性,得到不同负载电压下电池最佳工作温度点。从PEMFC水热平衡管理的角度,着重分析了PEMFC分别在大/小负载情况下,温度对电池性能的影响的原因。     

质子交换膜燃料电池的温度控制实验

针对自增湿阴极开放式质子交换膜燃料电池(PEMFC),提出采用半导体制冷片作为温度控制装置的方案。研究半导体制冷片的工作电压对于温度控制动态响应特性的影响,验证该控制方案的可行性。指出了燃料电池测试中采样频率设置的原则,提出采用双输入双输出模糊控制器,结合脉宽调制技术和电压控制的控制方法,改善控制效果。     

基于Matlab/Simulink的PEMFC建模与非线性控制

建立了质子交换膜燃料电池动态多输入多输出模型并基于反馈线性化方法设计了适用于该模型的非线性控制器。由于燃料电池阳极和阴极气体之间过大的压力差会引起质子交换膜严重损坏,所以需要设计一个相应的控制器以保证电池外接负载发生较大变化时两极气体压力差尽可能小,同时也能达到延长电池使用寿命的目标。在Matlab/Simulink软件环境下,将所建立的燃料电池动态模型、基于微分几何的非线性系统的反馈线性化方法和一般模型控制(GMC)理论结合进行仿真研究,结果表明该系统可以模拟燃料电池的瞬态响应性能并对质子交换膜形成有效的保护。     

PEMFC电池堆单体电池电压巡检系统开发与实验

设计了基于差分运放和光耦开关的硬件采样模块,以及基于Lab VIEW的算法程序、数据采集及界面控制的软件处理模块的燃料电池单电池电压特性巡检系统。该系统精度高、抗干扰性强、测试电压路数多,而且能实现数据的实时采集、显示和保存,并对电压异常情况进行警示。本系统已成功应用于百瓦级阴极开放式燃料电池堆的测试,实验证明具有良好的测试精度与稳定性。     

基于非侵入式负荷监测的日常活动监测∗

文章介绍了基于非侵入式负荷监测的活动监测系统,分析基于孤立森林算法的日常活动监测,利用采集的数据进行实验,并与基于混合高斯模型进行对比。实验表明,孤立森林算法能准确地检测出异常。